L'evidència fòssil és cabdal per a explicar la manera com la vida a la Terra s'ha desenvolupat i ha anat canviant. La persona més famosa que va escriure sobre aquest tema és, sens dubte, Charles Darwin qui, en 1859, va publicar la teoria coneguda com evolució per la selecció natural. Les seves idees es basaven en els següents punts.
Al llarg de la seva vida, un organisme és capaç de produir un gran nombre de descendents. Per exemple, un sol arbre produeix milers de llavors, i una parella d’animals pot tenir molts fills. Darwin va pensar que tanta sobreproducció de descendents tenia dues conseqüències importants:
Els descendents han de competir entre ells per la supervivència. Per tant, molts moriran i tan sols els ’millor adaptats’ a l’ambient creixeran, maduraran i produiran la propera generació. La competició no implica necessàriament una lluita. És, senzillament, el fet d’estar millor equipat que la resta de ’germans’ per a aprofitar els recursos i sobreviure en un ambient determinat.
Com que es produeix tanta descendència, és molt probable que alguns descendents tinguin característiques lleugerament diferents dels altres. Els organismes que tinguin característiques que li confereixen algun avantatge davant la resta de competidors, tindran més possibilitats de sobreviure i tenir descendència. Llavors, passaran aquesta característica a la següent generació i, amb el temps, els organismes que tinguin aquesta característica seran més nombrosos que aquells que no la tenen, que acabaran desapareixent. D’aquesta manera els organismes tendeixen a evolucionar (canviar amb el temps) i s’adapten millor a l’ambient en què viuen.
Al registre fòssil trobem evidències que recolzen la idea de l’evolució per mitjà de la selecció natural. Per exemple, l’evolució del cavall, des d’una petita criatura terrestre fins al gran animal que coneixem avui en dia, està ben representada al registre fòssil del Terciari, i pot ser relacionada amb l’evolució de l’herba que es va produir durant el mateix temps.
Com que la mutació i la selecció natural només treballen de generació en generació, l’evolució és un procés molt lent. Aquesta idea no representa cap problema per a les persones que es dediquen a la geologia, ja que estan acostumades a tenir en ment espais de temps molt llargs. Es creu que l’evolució del cavall es va produir al llarg de 50 milions d’anys i va implicar 15 milions de generacions. També es creu que l’evolució pot funcionar a ’salts’ algunes vegades, però no es comprèn ben bé el procés.
Ús dels fòssils en la datació i la correlació
Quan mires un programa de televisió vell, has intentat alguna vegada esbrinar quan es va fer? Si ho has fet, probablement hauràs basat els teus càlculs en la manera com vestien els personatges o en els models de cotxes que hi apareixien. Les característiques d’aquest tipus ens poden ajudar perquè:
Els nous estils substitueixen els vells;
Cada època particular té la seva moda i els seus models de cotxe característics.
D’una manera semblant, els fòssils ens poden ajudar a datar les roques. La vida sobre la Terra ha anat canviant constantment, hi han aparegut noves espècies i d’altres s’han extingit. Com a resultat, cada unitat de temps geològic té un conjunt característic de fòssils que la distingeixen de qualsevol altre temps.
Les datacions més precises es basen en els fòssils guia, organismes que van existir només durant períodes curts de temps (un període ’curt’ de temps en termes geològics significa almenys 10 milions d’anys o més!). La figura següent il·lustra la idea de la datació amb aquests fòssils. Estudia el diagrama i considera les següents possibilitats:
Trobes una roca que té fòssils de l’organisme ’a’. Això no et permet una datació molt precisa. Aquestes espècies van viure durant un rang ampli de temps i podrien correspondre a qualsevol de les 5 unitats de temps considerades.
Trobes una roca que conté el fòssil ’b’. Aquest és un bon fòssil guia, ja que va viure durant un rang de temps limitat. La roca pot ser datada amb precisió: es va formar a la unitat de temps 4.
Trobes fòssils ’c’ i ’d’ a la mateixa roca. Si penses una mica, veuràs que la roca només es pot haver format durant la unitat de temps 3. Quina edat té una roca que conté fòssils ’c’ i ’e’?
Datació de roques a partir dels fòssils que contenen. Les fletxes indiquen el temps durant el qual les diferents espècies fòssils 'a' a 'e' van viure (és a dir, el seu rang temporal).
El que hem vist fins ara mostra com podem deduir les edats dels sediments, especialment si utilitzem combinacions de fòssils. Aquests principis es poden estendre per a comparar les edats de sediments dipositats en zones distants les unes de les altres. Per exemple, si les espècies A i B es troben juntes a Nord-amèrica i Europa, podem determinar que aquests dipòsits no relacionats tenen la mateixa edat. Això és el que s’anomena correlació. A l’exemple de la figura els ammonits s’utilitzen per a la datació i la correlació. La característica més important d’aquests organismes és que eren formes nedadores lliures, el que significa que estaven àmpliament distribuïdes i que quan morien sedimentaven al fons on fossilitzaven. Els organismes com els corals, que viuen fixos al substrat, sovint no són tan útils perquè la seva distribució no és tan àmplia.
Fòssils i ambients del passat
Quan volem estudiar els ambients del passat, els fòssils que més ens ajuden són aquells que estan emparentats amb espècies actuals. En aquests casos, podem inferir com era l'ambient al passat a partir de l'ambient actual, que coneixem. Per exemple, com que els moderns esculls de coral es troben actualment tan sols en zones somes de mars càlides, podem assumir que els esculls fòssils també estaven lligats a aquest ambient.
La informació sobre l'ambient al qual vivia un organisme només és vàlida quan aquest no va ser mogut de lloc un cop mort, per exemple per efecte del corrent. En general, els millors indicadors de l'ambient que hi havia a un lloc determinat són els fòssils d'organismes que vivien fixos o sota els sediments.
La interpretació dels ambients antics ens dóna les claus per a estudiar les variacions dels climes i de la distribució de les terres emergides i els oceans. Aquests estudis s'anomenen sovint paleogeografia (la geografia del passat). Tingues present, però, que la informació del passat no només ve dels fòssils. Molts tipus de roques i estructures són també indicadors ambientals. Per exemple, els gresos vermells amb laminacions encreuades són indicadors típics d'ambients desèrtics.
Trilobits
De: http://ca.wikipedia.org/wiki/Fitxer:Trilobite_sections-ca.svg
Els trilobits són un grup extint d'invertebrats que pertanyen al mateix fílum que els insectes, els crancs i els mil-peus. Tots aquests animals presenten el cos segmentat (és a dir, format per unitats diferenciades) i un exoesquelet de quitina.
L'exoesquelet dels trilobits té tres parts principals: cèfalon, tòrax i pigidi, que corresponen al cap, el cos i la cua (veure figura).
Quan l'animal era viu l’exoesquelet era flexible i cada segment del tòrax es podia moure respecte dels altres. S’han trobat fòssils ’tancats’ de trilobits.
L'exoesquelet no podia créixer, de manera que periòdicament els animals ’mudaven’: perdien l'exoesquelet antic i en fabricaven un de nou. Per això se'n troben tants, d'exoesquelets.
Reconstrucció d'un trilobit en posició enrotllada. Sdzuy, 1958.
Utilitat en geologia
Els trilobits van aparèixer durant el Cambrià i són els fòssils guia més importants per a datar les roques d'aquest període. Van ser força comuns durant l’Ordovicià, el Dilurià i el Devonià, però més tard es van fent rars, fins arribar a l’extinció durant el Permià.
La interpretació dels trilobits
De: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Paradoxides_harlani.jpg i http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Deiphon_forbesi.jpg
Com que no hi ha espècies actuals de trilobits de les quals poder aprendre, es fa difícil de dir com vivien. Però les variacions en la forma que trobem als fòssils ens pot donar algunes pistes.
Tots els trilobits van ser animals marins. La forma de vida típica devia ser caminar i alimentar-se sobre el sediment. L'exoesquelet els devia servir de protecció i els ulls, generalment molt aparents i orientats cap amunt, els devien alertar de la presència de depredadors. S'han suggerit variacions sobre aquest model de vida:
Alguns trilobits no tenen ulls: suggereix això que vivien en zones profundes i fosques dels oceans?
Alguns exemplars tenen un marge suau, amb els segments del tòrax molt ben encaixats i el cèfalon estret. Podrien ser adaptacions per a excavar?
Podrien ser els exoesquelets petits i amb moltes prolongacions espinoses adaptacions per a reduir el pes i millorar la flotabilitat en espècies nedadores?
Com els geòlegs i les geòlogues, pots mirar de treure'n les teves conclusions quan miris un exemplar de trilobit.
De: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Trilobites_NT.jpg
Graptòlits
Els graptòlits són un grup extint d'organismes que es troben fossilitzats principalment en argiles. A primer cop d'ull semblen fulles de bisturí.
Cada fòssil és, de fet, l'exoesquelet d’una colònia d’animals amb el cos, anomenat teca, en forma de copa. Les teques s'agrupen en fileres anomenades estípits.
Com que no hi ha organismes actuals d'aquest grup, es fa difícil dir com vivien. Es creu que suraven passivament als oceans, probablement agafats a d'altres objectes (algues marines?)
Els graptòlits van aparèixer durant el Cambrià i s'extingiren al Carbonífer inferior. Es troben sobre tot a les roques de l'Ordovicià i Silurià, per a les quals són excel·lents fòssils guia.
Van evolucionar molt ràpidament, de manera que cada espècie va viure durant espais de temps curts. L'Ordovicià, per exemple, ha estat subdividit en 14 espais de temps que contenen graptòlits diferents.
Van ser nombrosos i de vida lliure. Això va permetre que la seva distribució fos àmplia, i permet correlacionar roques de diferents continents. L'únic problema per a la correlació és que es troben pocs exemplars en aigües poc profundes: encara que els exoesquelets van sedimentar segurament en ambients marins molt diversos, les seves petites i fràgils estructures es van conservar gairebé sempre només en zones tranquil·les on no hi haguessin organismes excavadors, és a dir, en ambients profunds on s'hi acumulaven llims i argiles.
Alguns graptòlits que s'utilitzen per datar roques des de l'Ordovicià fins al Silurià són:
Els graptòlits dendroides com Dictyonema (similar al de la imatge superior de l'esquerra) tenien molts estípits disposats seguint un patró molt ramificat. Els graptòlits dendroides van canviar poc al llarg del temps, de manera que no són tan bons fòssils guia.
Braquiòpodes
Els braquiòpodes són un important fílum d'invertebrats amb closca. Tan sols existeixen algunes espècies actualment, però el seu estudi ha ajudat molt a la comprensió dels diferents tipus de fòssils.
Una closca de braquiòpode és formada per dues valves de mida i forma diferent. La majoria de les espècies tenen valves de carbonat de calci (CaCO3). Les valves romanen unides i es poden obrir i tancar gràcies a un sistema de músculs.
Els braquiòpodes moderns viuen tan sols en ambients marins, fixats al fons. S'assumeix que les espècies antigues vivien de la mateixa manera.
Lingula, un braquiòpode actual que, aparentment, ha canviat molt poc des del Cambrià. Imatge de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:LingulaanatinaAA.JPG
Utilitat en geologia
Els primers braquiòpodes apareixen a les roques de Cambrià. Malgrat la seva abundància a certs períodes, la majoria de les espècies de braquiòpodes van viure durant temps molt llargs, de manera que no són fòssils guia gaire bons.
La figura mostra les característiques d’un braquiòpode típic, però hi ha diverses adaptacions que modifiquen aquest patró. La forma de la closca ens pot donar pistes sobre l’ambient al qual vivia l’espècie corresponent. Per exemple, els braquiòpodes amb closques molt gruixudes devien viure en aigües turbulentes, mentre que els tipus petits i de closques més primes devien viure en ambients més tranquils.
De: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Brachiopoda-morphology-ca.png
Fòssils d'un braquiòpode (un rinconèlid) molt abundant a l'Ordovicià superior.
Bivalves
Com els braquiòpodes, aquests animals tenen una closca formada per dues valves de CaCO3. Això no obstant, els dos grups no estan relacionats: els bivalves pertanyen al fílum dels mol·luscs, mentre que els braquiòpodes són lofoforats. La figura següent mostra la manera com pots diferenciar els fòssils dels dos grups.
Les closques dels bivalves tendeixen a obrir-se després de la mort de l'animal, de manera que les valves solen trobar-se separades i es poden observar característiques interiors com les cicatrius dels músculs que les tanquen.
Els bivalves són rars en roques dipositades abans del Carbonífer, encara que els primers van aparèixer a l'Ordovicià. El grup es va expandir durant el Mesozoic i el Cenozoic fins al present, on té molts representants, com les ostres, els musclos, les tellerines o los cloïsses.
La majoria dels bivalves són animals marins, encara que hi ha algunes espècies que viuen en aigües dolces. Són animals de vida lliure, que es poden moure lentament. Alguns, però, viuen fixos al substrat.
Com diferenciar un bivalve d'un braquiòpode. Treball propi a partir de "Understanding Geology", de D. Webster (1989)
Generalment tenen una utilitat limitada com a fòssils guia. Les úniques excepcions són les espècies no marines com Carbonicola, que s'utilitzen en la datació de roques del Carbonífer superior.
La seva utilitat principal és donar informació sobre els ambients del passat. Això es fa comparant les característiques dels fòssils amb les d'espècies actuals molt semblants. Per exemple, els fòssils de Mytillus (musclos) suggeririen que durant la deposició la línia de costa era rocallosa. La figura dóna detalls dels ambients on viuen diferents bivalves i de les seves adaptacions.
Cefalòpodes
Els cefalòpodes són també representants del fílum dels mol·luscs, però són animals molt més mòbils que els bivalves. Els moderns cefalòpodes són capaços de moure's d'una manera coordinada: són espècies nedadores de vida lliure.
Les formes actuals, com el calamar o el pop, mostren les característiques típiques del grup: un cap ben desenvolupat, cervell i sistema nerviós i capacitat de nedar mitjançant el moviment dels tentacles o “a propulsió”, expulsant aigua pel sifó. Només una espècie actual, el Nautilus té una closca de CaCO3 compartimentada, típica dels cefalòpodes fòssils.
Els cefalòpodes fòssils es divideixen en tres subgrups: nautiloïdeus, ammonoïdeus i belemnites.
Nautiloïdeus
Font de la imatge: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nautilus-JB-01.jpg
La interpretació de les formes fòssils es basa en els estudis de l’únic representant actual del grup: el Nautilus. L'animal viu dins d’una closca amb cambres, que va afegint al llarg del creixement, de manera que, quan en fabrica una de nova, segella l'anterior. Les cambres internes són plenes de gas i estan comunicades amb el cos mitjançant un sifó.
Font de la imatge: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NautilusCutawayLogarithmicSpiral.jpg
Els nautiloïdeus van aparèixer al Cambrià superior, i la majoria d'aquestes formes primitives eren rectes, amb una closca cònica, com l'Orthoceras. S'ha suggerit que aquesta forma devia resultar difícil de balancejar, ja que el pes estava concentrat a un extrem del cos, amb les cambres buides i menys pesants a l'altre extrem. Potser l'evolució va tendir cap a formes cargolades, com el nàutil, que no tenien aquest problema.
Ammonoïdeus
Aquest grup evolucionà (probablement a partir dels nautiloïdeus) durant el Devonià i s'extingí al final del Cretaci. Són, de lluny, els fòssils de cefalòpodes més abundants, amb moltes espècies representades a les roques del Paleozoic i el Mesozoic.
Els ammonoïdeus semblen bàsicament nautiloïdeus cargolats i es creu que vivien de manera similar. Això no obstant, l'estructura i el cos dels dos grups presentaven diferències. La més clara es pot veure en els espècimens que s’han conservat sense la part més externa de la closca. En aquests casos es pot veure que les sutures septals, que mostren les zones que corresponen als septes interiors, mostren patrons molt elaborats (en els nautiloïdeus eren una línia simple). Segons els patrons d'aquests septes, es divideixen els ammonoïdeus en tres grups:
Goniatites, amb patrons de sutures que fan ziga-zaga. Només es troben a les roques del Paleozoic superior (són el grup més antic).
Ceratites, amb un patró una mica més complex (figura 12.26). Es troben tan sols a les roques del Triàsic.
Ammonites, amb el patró més complicat de tots (figura 12.26). Van viure només durant el Juràssic i el Cretaci. Van ser tan abundants que es coneixen milers d'espècies diferents.
Belemnites
La closca d’aquests cefalòpodes no era externa, com en els grups anteriors, sinó interna, però conserva l’estructura septada dels altres grups. El cos extern s’ha pogut estudiar en mostres excepcionalment conservades com a empremtes carbonitzades. Els fòssils de les seves closques internes són força comuns a alguns sediments del Juràssic i, com els ammonoïdeus, es van extingir al final del Cretaci.
Utilitat en geologia
Els ammonoïdeus són uns fòssils guia de particular importància. Com els graptòlits tenien:
una velocitat d'evolució alta, de manera que a cada temps particular hi podem trobar tipus característics;
una forma de vida lliure, de manera que la seva distribució era molt àmplia. Aquest és el principal avantatge davant els graptòlits. A més, eren més grans i s'han pogut conservar en roques molt diferents (els graptòlits, en ser petits, només es van conservar en sediments molt fins).
Les roques marines del Carbonífer superior han estat subdividides segons els fòssils de goniatites que contenen. Els períodes Juràssic i Cretaci han estat també subdividits segons els fòssils d'ammonites. Per al Triàsic, s'utilitzen els fòssils de ceratites.
Els belemnites i els nautiloïdeus no són generalment tan útils. Respecte a la interpretació dels ambients antics, la utilitat dels fòssils de cefalòpodes és limitada, ja que es tractava de formes de vida lliure i, per tant, podien no haver viscut al sediment on es van trobar i haver estat portats allà després de la seva mort.
Gastròpodes
Com els bivalves i els cefalòpodes, pertanyen també al fílum dels mol·luscs. Són els animals que anomenem genèricament cargols. La seva closca, única (és a dir, sense valves), sol ser de CaCO3 i seguir un patró enrotllat en espiral.
Els gastròpodes són formes de vida lliures que es desplacen lentament sobre un peu musculós. Durant el moviment el cap, amb òrgans sensorials, surt de la closca.
La major part dels gastròpodes viuen a l’aigua, i hi ha espècies marines i d’aigües dolces.
Van aparèixer al Cambrià, però els seus fòssils són escassos a les roques del Paleozoic. Durant el Mesozoic es van diversificar molt i al Terciari eren molt nombrosos.
Utilitat per als geòlegs
No són gaire interessants com a guia dels ambients en què vivien. Tan sols algunes espècies que tenen representants actuals i que viuen només en determinades condicions, per exemple en aigües dolces molt netes, ens poden servir per a fer inferències.
Amb l’excepció del Terciari, els gastròpodes no són prou abundants ni estan prou àmpliament distribuïts com per a tenir utilitat com a fòssils guia.
12.29
Crinoïdeus i equinoïdeus
Ambdós grups pertanyen al fílum dels equinoderms, que inclou animals com les estrelles de mar (que són asteroïdeus). Tots els membres d’aquest fílum tenen simetria pentàmera al seu cos (pensa, per exemple, en els cinc braços d’una estrella de mar). Tenen també una closca formada per plaques de calcita. Aquesta closca no és totalment externa i, quan l’animal és viu, queda coberta per una fina membrana.
Crinoïdeus
Els tipus fòssils més abundants vivien fixos al substrat. Devien tenir l’aspecte de plantes, i de vegades s’anomenen ’lliris de mar’. En el seu cos es poden distingir tres parts principals:
1.Un peu flexible de plaques circulars de calcita. Podia tenir una estructura per ancorar l’animal a la roca, com una ’arrel’, però no transportava nutrients com fan les tiges de les plantes.
2.Un calze de plaques de calcita (en nombre múltiple de cinc) on vivia el cos tou de l’animal.
3.Un sistema de braços que sortien del calze i que servien per a portar l’aliment cap al calze. Aquests braços podien estar molt ramificats.
Utilitat per als geòlegs
Els fòssils de crinoïdeus es troben principalment a les roques del Paleozoic. Van aparèixer a l’Ordovicià, però quan ven ser realment abundants va ser al Silurià, fins al punt que hi ha un tipus de calcàries formades gairebé exclusivament per braços de crinoïdeus.
Durant el Mesozoic es van anar fent menys abundants i hi va haver una tendència a perdre el peu, tendència que va continuar, donat que la majoria de les espècies modernes són d’aquest tipus.
Equinoïdeus
Aquests animals marins de vida lliure són el que anomenen garotes. El seu cos té les següents estructures principals:
1.Una closca formada per plaques de calcita disposades radialment donant una forma globosa a l’animal. Hi ha cinc fileres de plaques ambulacrals i cinc fileres de plaques interambulacrals.
2.Per les plaques ambulacrals surten uns tubets que formen part de l’aparell ambulacral, que participa en el moviment i la respiració de l’animal.
3.A les plaques interambulacrals hi ha espines mòbils (encara que sovint no s’han conservat, es poden veure les bases de les què sortien).
Dins del grup hi ha dos tipus principals: els equinoïdeus regulars i els irregulars.
Equinoïdeus regulars
Són circulars i tenen simetria radial. La boca és al centre de la superfície inferior i l’anus al centre de la superior. Van aparèixer a l’Ordovicià i hi ha espècies actuals.
12.33
Equinoïdeus irregulars
La seva forma no és tan circular com la dels anterior. O bé té forma de cor o bé estan molt aplanats. Apareixen al Juràssic, i es creu que deriven d’antecessors regulars. Es creu que les seves adaptacions estaven relacionades amb un tipus de vida excavador (figura 12.35):
la boca es va anar situant més cap al front
l’anus es va anar situant cap a l’extrem oposat de la boca.
Utilitat per als geòlegs
Són rars a les roques del Paleozoic i es van fent més comuns a les del Mesozoic. S’utilitzen com a fòssils guia a les roques del Cretaci.
12.35
Corals
Són animals que pertanyen al fílum dels cnidaris, que també inclou les hidres i les anèmones. Tots aquests animals tenen una estructura corporal molt senzilla i consisteixen en un ’sac’ on entren els nutrients, amb una boca-anus envoltada de tentacles a un extrem.
El cos tou de l’animal s’anomena pòlip i secreta CaCO3 amb el qual forma un exoesquelet tubular que el protegeix i el fixa al fons del mar.
Algunes espècies de coral són colonials i els pòlips viuen tots sobre un gran exoesquelet ramificat comú, formant grans masses conegudes amb el nom d’esculls coral·lins. Els corals solitaris viuen com a animals individuals i poden viure en ambients més freds i a més profunditat que els colonials.
Utilitat per als geòlegs
Les masses de corals colonials (els esculls) es proporcionen informació molt útil de l’ambient que allà hi havia. Com que els corals colonials actuals només poden viure en aigües càlides, no molt profundes (menys de 20 m), ben oxigenades (acció de les ones) i clares (lluny de les desembocadures dels rius), s’assumeix que els antics vivien en les mateixes condicions.
12.36 i 38
Vertebrats fòssils
Encara que els vertebrats representen tan sols una petita part del fòssils d’animals, és interessant de veure la seva evolució a través de:
peixos amfibis rèptils mamífers i aus
Peixos
El primer peix conegut va aparèixer a l’Ordovicià. No està clar a partir de quines criatures van evolucionar, però els seus avantpassats eren, probablement, similars a l’amfiox, un organisme que existeix actualment i que, encara que no té un cap i unes extremitats pròpiament dites, ja té una estructura similar a una ’columna vertebral’.
Els peixos primitius tenien boques succionadores sense mandíbules (agnats) però els mancaven extremitats i aletes. Devien viure al fons, on buscaven l’aliment i, per alguna raó (protecció?) els seus caps estaven coberts per plaques òssies.
Al començament del Silurià, els peixos sense extremitats van començar a ser substituïts per d’altres organismes més complexos, els placoderms. Aquests tenien ja dents i aletes, i eren millors nedadors, encara que també tenien el cap cobert per pesants plaques òssies. Van desaparèixer al Carbonífer.
Durant el Devonià les estructures dels peixos havien continuat evolucionant fins a semblar-se a les dels peixos actuals. Hi van aparèixer dos grans grups, als quals pertanyen tots els peixos actuals:
1.Formes amb un esquelet lleuger format per cartílag en comptes d’os. Els taurons i les rajades pertanyen a aquest grup. Com que el cartílag fossilitza malament, les restes fòssils inclouen principalment dents.
2.Formes amb un esquelet ossi ben desenvolupat i un sac intern anomenat natatòria. Hi pertanyen la majoria dels peixos actuals.
12.39, 40
Amfibis
Els amfibis (com les granotes) poden viure a terra ferma i dins l’aigua. La sortida de l’aigua cap a ambients terrestres va ser el pas més important a l’evolució dels vertebrats, i van ser necessàries dues adaptacions principals: extremitats per a desplaçar-se i un sistema pulmonar per a respirar l’aire.
La figura 12.41 mostra els dos tipus d’aletes que poden presentar els peixos ossis, amb i sense ossos interns. La majoria dels peixos actuals les tenen del primer tipus, però les aletes amb ossos interns eren molt comuns a les espècies del Devonià. És fàcil de veure com van poder evolucionar fins a originar les extremitats articulades dels vertebrats terrestres. Els peixos pulmonats actuals tenen aletes d’aquest tipus i són capaços de ’respirar’ aire.
Els amfibis van aparèixer a finals del Devonià, més o menys al mateix temps que les primeres plantes terrestres. L’aparició d’aquestes va ser molt important, ja que la seva activitat fotosintètica va incrementar la quantitat d’oxigen a l’atmosfera.
Els amfibis fòssils millor coneguts són els del Carbonífer superior, alguns de mides superiors a les dels amfibis actuals. Sembla que les condicions ambientals càlides i humides els van afavorir.
Rèptils
A diferència dels amfibis, els rèptils tenen el cos cobert per una pell més dura que no ha d’estar sempre humida i, a més, ponen ous protegits per una closca. Aquestes adaptacions els van permetre independitzar-se de l’aigua i viure a d’altres ambients, als quals els amfibis no podien accedir.
12.42
Els primers rèptils van aparèixer al final del Carbonífer. Durant el Permià es van anar fent més abundants i al Mesozoic eren tan abundants que sovint ens referim a aquesta era com l’’edat dels rèptils’.
Els rèptils mesozoics millor coneguts són els dinosaures. N’hi havia de diferents tipus:
Alguns, com el Triceratops i el Stegosaurus eren herbívors i estaven protegits per armadures òssies.
El Brachiosaurus i el Diplodocus eren els animals terrestres més grans (de fins a 60 tones i 27 m de llarg). Eren també herbívors i vivien en zones pantanoses.
El Tyrannosaurus tenia uns 7 m d’alçada, tenia una dentadura molt ben desenvolupada i era depredador.
El Pleiosaurus i l’Ichthyosaurus es van adaptar a la vida a l’aigua, on nedaven activament, mentre que d’altres com el Pterosaurus van conquistar l’aire.
No tots els dinosaures eren gegants; alguns eren petits com les gallines actuals. També és possible que no tots fossin de sang freda. De vegades es diu que van ’dominar la terra’ i, de fet, ho van fer durant 150 milions d’anys. Durant el Triàsic un grup va evolucionar per a produir els primers mamífers.
Encara que algunes espècies com els cocodrils han sobreviscut fins a l’actualitat, la majoria dels rèptils mesozoics van extingir-se al final del Cretaci. Hi ha moltes teories per a explicar aquesta gran extinció. Una de les més defensades suggereix que va ser causada per un canvi climàtic global degut a l’increment de pols a l’atmosfera per l’impacte d’un meteorit sobre la Terra.
Aus
Les aus són probablement els organismes més propers als dinosaures. De fet, molts dinosaures tenen un esquelet molt similar al de les aus actuals. Els fòssils d’Achaeopterys, del Juràssic, ens mostren un organisme amb dents, plomes i una cua amb vèrtebres, de manera que sembla ser mig au mig rèptil volador. Estudiar la història evolutiva de les aus és molt difícil, ja que la quantitat de fòssils és molt petita.
Mamífers
Certes característiques els van conferir avantatges davant els rèptils:
sang calenta, de manera que poden regular la seva temperatura corporal i sobreviure tant a l’equador com als pols;
desenvolupament de la descendència protegida dins la mare.
Sembla estrany que després dels seus orígens al Triàsic triguessin tant de temps en fer-se abundants, de fet fins al Terciari, uns 130 milions d’anys després. Presumiblement, va ser necessari que la majoria dels rèptils s’extingissin abans.
De totes formes, a partir del Terciari es van anar estenent i diversificant, de manera que el Terciari es pot considerar com l’’edat dels mamífers’. Actualment viuen en ambients molt diferents: alguns són nedadors, d’altres voladors, herbívors, carnívors, etc.
Homínids
Els homínids són animals del gènere Homo. Les primeres evidències deriven d’uns mamífers semblants a esquirols que van viure fa uns 60 milions d’anys. Aquests van originar diferents formes semblants als simis actuals que es van estendre i evolucionar entre fa 50 i 25 milions d’anys. Llavors va aparèixer el Dryopithecus. La figura 12.45 il·lustra l’evolució de la línia de l’home des de llavors. Observa-la i fixa’t en aquests punts:
Aparició del bipedisme.
Increment de la capacitat cranial.
Increment del pes i la mida del cos.
Modificacions a la dentadura i a l’estructura de les extremitats que permeten un canvi en la dieta, incrementant la proporció de carn.
12.46
Plantes fòssils
Les plantes deriven de les algues, i aquestes de formes unicel·lulars que van aparèixer als oceans fa uns 3.000 milions d’anys. No va ser fins al Silurià, fa uns 400 milions d’anys, que les plantes van conquistar la terra ferma.
L’evolució de les plantes terrestres va ser tan llarga perquè calien moltes adaptacions. Al mar, les algues prenen la llum, el diòxid de carboni i els nutrients directament de l’aigua, que també els serveix de suport. Però sobre la terra, les plantes necessiten absorbir activament els nutrients i l’aigua del sòl, i necessiten també un sistema de tija i branques que aguanti les fulles i les presenti a la llum. Les plantes terrestres també necessiten un sistema vascular que connecti les diferents parts i permeti que els nutrients hi circulin.
Les primeres plantes vasculars van ser formes primitives reptants del Silurià que van anar evolucionant molt ràpidament durant el Devonià. Les formes que es van anar diversificant es van fer molt abundants al Carbonífer superior, i van originar grans boscos que són l’origen dels actuals dipòsits de carbó.
La majoria de les plantes del Carbonífer es reproduïen per espores (com les falgueres actuals), però moltes van desaparèixer durant el Mesozoic, substituïdes per les plantes productores de llavors. El pas següent va ser l’aparició de les plantes amb flors, que es van anar fent dominants durant el Terciari i que inclouen la majoria de les plantes actuals.
Utilitat per als geòlegs
El carbó és es resultat de l’acumulació de restes de plantes terrestres. A banda de la formació de carbó (en les condicions especials comentades a la pàgina 75), els fòssils de plantes són rars. Si trobes el fòssil d’una planta, pots concloure que la roca que el conté es va formar o bé en una zona d’aigües somes (llac, pantà) o bé al mar, però molt a prop de la costa.
Les plantes fòssils són molt difícils de classificar. Generalment només se’n troben petits fragments: una fulla, un tros d’arrel o d’escorça, llavors, ... que podrien pertànyer a moltes espècies. Una part important dels estudis es fa amb els grans de pol·len, que són molt característics i fossilitzen molt bé, ja que estan recoberts per estructures molt dures.
12.47
Fòssils: treball pràctic
Per tal d’aprendre realment com són els fòssils no n’hi ha prou amb veure dibuixos o fotografies. Has de veure exemplars reals en tres dimensions i observar-los detingudament per tal d’extreure’n tota la informació que puguis. Les millors col·leccions de fòssils són als museus, de manera que si tens l’oportunitat seria bo que hi anessis.
Quan tinguis una mostra real, hauries de ser capaç de fer el següent:
Identificar-la: això no vol dir que hagis de dir l’espècie, però hauries de poder dir el grup al qual pertany.
Reconèixer i anomenar les seves parts i característiques.
Interpretar algun tret: per exemple, podries dir quan o en quin ambient va viure?
La manera ideal de recollir el teu treball és fer-ne un dibuix a escala. Això no és tan difícil com sembla i fins i tot els pitjors dibuixants ho poden fer. Com veus a la figura 12.49, el mètode bàsic és mesurar la mostra i dibuixar un contorn amb les seves dimensions. Pots ajustar la mida del dibuix fent el doble, la meitat, etc. de totes les mides. Quan tinguis el contorn ben fet, pots afegir-hi els trets més importants a l’interior. Finalment, no oblidis posar una línia amb l’escala.
El més important no és que el teu dibuix sigui artístic, sinó que reflecteixi les característiques que són importants.
Fòssils i evolució
Table of Contents
Al registre fòssil trobem evidències que recolzen la idea de l’evolució per mitjà de la selecció natural. Per exemple, l’evolució del cavall, des d’una petita criatura terrestre fins al gran animal que coneixem avui en dia, està ben representada al registre fòssil del Terciari, i pot ser relacionada amb l’evolució de l’herba que es va produir durant el mateix temps.
Com que la mutació i la selecció natural només treballen de generació en generació, l’evolució és un procés molt lent. Aquesta idea no representa cap problema per a les persones que es dediquen a la geologia, ja que estan acostumades a tenir en ment espais de temps molt llargs. Es creu que l’evolució del cavall es va produir al llarg de 50 milions d’anys i va implicar 15 milions de generacions. També es creu que l’evolució pot funcionar a ’salts’ algunes vegades, però no es comprèn ben bé el procés.
Ús dels fòssils en la datació i la correlació
Quan mires un programa de televisió vell, has intentat alguna vegada esbrinar quan es va fer? Si ho has fet, probablement hauràs basat els teus càlculs en la manera com vestien els personatges o en els models de cotxes que hi apareixien. Les característiques d’aquest tipus ens poden ajudar perquè:
D’una manera semblant, els fòssils ens poden ajudar a datar les roques. La vida sobre la Terra ha anat canviant constantment, hi han aparegut noves espècies i d’altres s’han extingit. Com a resultat, cada unitat de temps geològic té un conjunt característic de fòssils que la distingeixen de qualsevol altre temps.
Les datacions més precises es basen en els fòssils guia, organismes que van existir només durant períodes curts de temps (un període ’curt’ de temps en termes geològics significa almenys 10 milions d’anys o més!). La figura següent il·lustra la idea de la datació amb aquests fòssils. Estudia el diagrama i considera les següents possibilitats:
El que hem vist fins ara mostra com podem deduir les edats dels sediments, especialment si utilitzem combinacions de fòssils. Aquests principis es poden estendre per a comparar les edats de sediments dipositats en zones distants les unes de les altres. Per exemple, si les espècies A i B es troben juntes a Nord-amèrica i Europa, podem determinar que aquests dipòsits no relacionats tenen la mateixa edat. Això és el que s’anomena correlació. A l’exemple de la figura els ammonits s’utilitzen per a la datació i la correlació. La característica més important d’aquests organismes és que eren formes nedadores lliures, el que significa que estaven àmpliament distribuïdes i que quan morien sedimentaven al fons on fossilitzaven. Els organismes com els corals, que viuen fixos al substrat, sovint no són tan útils perquè la seva distribució no és tan àmplia.
Fòssils i ambients del passat
Quan volem estudiar els ambients del passat, els fòssils que més ens ajuden són aquells que estan emparentats amb espècies actuals. En aquests casos, podem inferir com era l'ambient al passat a partir de l'ambient actual, que coneixem. Per exemple, com que els moderns esculls de coral es troben actualment tan sols en zones somes de mars càlides, podem assumir que els esculls fòssils també estaven lligats a aquest ambient.
La informació sobre l'ambient al qual vivia un organisme només és vàlida quan aquest no va ser mogut de lloc un cop mort, per exemple per efecte del corrent. En general, els millors indicadors de l'ambient que hi havia a un lloc determinat són els fòssils d'organismes que vivien fixos o sota els sediments.
La interpretació dels ambients antics ens dóna les claus per a estudiar les variacions dels climes i de la distribució de les terres emergides i els oceans. Aquests estudis s'anomenen sovint paleogeografia (la geografia del passat). Tingues present, però, que la informació del passat no només ve dels fòssils. Molts tipus de roques i estructures són també indicadors ambientals. Per exemple, els gresos vermells amb laminacions encreuades són indicadors típics d'ambients desèrtics.
Trilobits
Utilitat en geologia
Els trilobits van aparèixer durant el Cambrià i són els fòssils guia més importants per a datar les roques d'aquest període. Van ser força comuns durant l’Ordovicià, el Dilurià i el Devonià, però més tard es van fent rars, fins arribar a l’extinció durant el Permià.
La interpretació dels trilobits
Tots els trilobits van ser animals marins. La forma de vida típica devia ser caminar i alimentar-se sobre el sediment. L'exoesquelet els devia servir de protecció i els ulls, generalment molt aparents i orientats cap amunt, els devien alertar de la presència de depredadors. S'han suggerit variacions sobre aquest model de vida:
Graptòlits
Font de la imatge:
http://coo.fieldofscience.com/2007/10/writing-in-rocks.html
Font de la imatge:
http://ca.wikipedia.org/wiki/Fitxer:TetragraptusfruticosusBendigonian.jpg
Utilitat en geologia
Els graptòlits van aparèixer durant el Cambrià i s'extingiren al Carbonífer inferior. Es troben sobre tot a les roques de l'Ordovicià i Silurià, per a les quals són excel·lents fòssils guia.
Alguns graptòlits que s'utilitzen per datar roques des de l'Ordovicià fins al Silurià són:
Els graptòlits dendroides com Dictyonema (similar al de la imatge superior de l'esquerra) tenien molts estípits disposats seguint un patró molt ramificat. Els graptòlits dendroides van canviar poc al llarg del temps, de manera que no són tan bons fòssils guia.
Braquiòpodes
Utilitat en geologia
Els primers braquiòpodes apareixen a les roques de Cambrià. Malgrat la seva abundància a certs períodes, la majoria de les espècies de braquiòpodes van viure durant temps molt llargs, de manera que no són fòssils guia gaire bons.
La figura mostra les característiques d’un braquiòpode típic, però hi ha diverses adaptacions que modifiquen aquest patró. La forma de la closca ens pot donar pistes sobre l’ambient al qual vivia l’espècie corresponent. Per exemple, els braquiòpodes amb closques molt gruixudes devien viure en aigües turbulentes, mentre que els tipus petits i de closques més primes devien viure en ambients més tranquils.
Bivalves
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Valva-bivalve-ca.png
Utilitat en geologia
Generalment tenen una utilitat limitada com a fòssils guia. Les úniques excepcions són les espècies no marines com Carbonicola, que s'utilitzen en la datació de roques del Carbonífer superior.
La seva utilitat principal és donar informació sobre els ambients del passat. Això es fa comparant les característiques dels fòssils amb les d'espècies actuals molt semblants. Per exemple, els fòssils de Mytillus (musclos) suggeririen que durant la deposició la línia de costa era rocallosa. La figura dóna detalls dels ambients on viuen diferents bivalves i de les seves adaptacions.
Cefalòpodes
Nautiloïdeus
Els nautiloïdeus van aparèixer al Cambrià superior, i la majoria d'aquestes formes primitives eren rectes, amb una closca cònica, com l'Orthoceras. S'ha suggerit que aquesta forma devia resultar difícil de balancejar, ja que el pes estava concentrat a un extrem del cos, amb les cambres buides i menys pesants a l'altre extrem. Potser l'evolució va tendir cap a formes cargolades, com el nàutil, que no tenien aquest problema.
Ammonoïdeus
Aquest grup evolucionà (probablement a partir dels nautiloïdeus) durant el Devonià i s'extingí al final del Cretaci. Són, de lluny, els fòssils de cefalòpodes més abundants, amb moltes espècies representades a les roques del Paleozoic i el Mesozoic.
Els ammonoïdeus semblen bàsicament nautiloïdeus cargolats i es creu que vivien de manera similar. Això no obstant, l'estructura i el cos dels dos grups presentaven diferències. La més clara es pot veure en els espècimens que s’han conservat sense la part més externa de la closca. En aquests casos es pot veure que les sutures septals, que mostren les zones que corresponen als septes interiors, mostren patrons molt elaborats (en els nautiloïdeus eren una línia simple). Segons els patrons d'aquests septes, es divideixen els ammonoïdeus en tres grups:
Belemnites
La closca d’aquests cefalòpodes no era externa, com en els grups anteriors, sinó interna, però conserva l’estructura septada dels altres grups. El cos extern s’ha pogut estudiar en mostres excepcionalment conservades com a empremtes carbonitzades. Els fòssils de les seves closques internes són força comuns a alguns sediments del Juràssic i, com els ammonoïdeus, es van extingir al final del Cretaci.Utilitat en geologia
Els ammonoïdeus són uns fòssils guia de particular importància. Com els graptòlits tenien:Les roques marines del Carbonífer superior han estat subdividides segons els fòssils de goniatites que contenen. Els períodes Juràssic i Cretaci han estat també subdividits segons els fòssils d'ammonites. Per al Triàsic, s'utilitzen els fòssils de ceratites.
Els belemnites i els nautiloïdeus no són generalment tan útils. Respecte a la interpretació dels ambients antics, la utilitat dels fòssils de cefalòpodes és limitada, ja que es tractava de formes de vida lliure i, per tant, podien no haver viscut al sediment on es van trobar i haver estat portats allà després de la seva mort.
Gastròpodes
Com els bivalves i els cefalòpodes, pertanyen també al fílum dels mol·luscs. Són els animals que anomenem genèricament cargols. La seva closca, única (és a dir, sense valves), sol ser de CaCO3 i seguir un patró enrotllat en espiral.
Els gastròpodes són formes de vida lliures que es desplacen lentament sobre un peu musculós. Durant el moviment el cap, amb òrgans sensorials, surt de la closca.
La major part dels gastròpodes viuen a l’aigua, i hi ha espècies marines i d’aigües dolces.
Van aparèixer al Cambrià, però els seus fòssils són escassos a les roques del Paleozoic. Durant el Mesozoic es van diversificar molt i al Terciari eren molt nombrosos.
Utilitat per als geòlegs
No són gaire interessants com a guia dels ambients en què vivien. Tan sols algunes espècies que tenen representants actuals i que viuen només en determinades condicions, per exemple en aigües dolces molt netes, ens poden servir per a fer inferències.
Amb l’excepció del Terciari, els gastròpodes no són prou abundants ni estan prou àmpliament distribuïts com per a tenir utilitat com a fòssils guia.
12.29
Crinoïdeus i equinoïdeus
Ambdós grups pertanyen al fílum dels equinoderms, que inclou animals com les estrelles de mar (que són asteroïdeus). Tots els membres d’aquest fílum tenen simetria pentàmera al seu cos (pensa, per exemple, en els cinc braços d’una estrella de mar). Tenen també una closca formada per plaques de calcita. Aquesta closca no és totalment externa i, quan l’animal és viu, queda coberta per una fina membrana.
Crinoïdeus
Els tipus fòssils més abundants vivien fixos al substrat. Devien tenir l’aspecte de plantes, i de vegades s’anomenen ’lliris de mar’. En el seu cos es poden distingir tres parts principals:
1.Un peu flexible de plaques circulars de calcita. Podia tenir una estructura per ancorar l’animal a la roca, com una ’arrel’, però no transportava nutrients com fan les tiges de les plantes.
2.Un calze de plaques de calcita (en nombre múltiple de cinc) on vivia el cos tou de l’animal.
3.Un sistema de braços que sortien del calze i que servien per a portar l’aliment cap al calze. Aquests braços podien estar molt ramificats.
Utilitat per als geòlegs
Els fòssils de crinoïdeus es troben principalment a les roques del Paleozoic. Van aparèixer a l’Ordovicià, però quan ven ser realment abundants va ser al Silurià, fins al punt que hi ha un tipus de calcàries formades gairebé exclusivament per braços de crinoïdeus.
Durant el Mesozoic es van anar fent menys abundants i hi va haver una tendència a perdre el peu, tendència que va continuar, donat que la majoria de les espècies modernes són d’aquest tipus.
Equinoïdeus
Aquests animals marins de vida lliure són el que anomenen garotes. El seu cos té les següents estructures principals:
1.Una closca formada per plaques de calcita disposades radialment donant una forma globosa a l’animal. Hi ha cinc fileres de plaques ambulacrals i cinc fileres de plaques interambulacrals.
2.Per les plaques ambulacrals surten uns tubets que formen part de l’aparell ambulacral, que participa en el moviment i la respiració de l’animal.
3.A les plaques interambulacrals hi ha espines mòbils (encara que sovint no s’han conservat, es poden veure les bases de les què sortien).
Dins del grup hi ha dos tipus principals: els equinoïdeus regulars i els irregulars.
Equinoïdeus regulars
Són circulars i tenen simetria radial. La boca és al centre de la superfície inferior i l’anus al centre de la superior. Van aparèixer a l’Ordovicià i hi ha espècies actuals.
12.33
Equinoïdeus irregulars
La seva forma no és tan circular com la dels anterior. O bé té forma de cor o bé estan molt aplanats. Apareixen al Juràssic, i es creu que deriven d’antecessors regulars. Es creu que les seves adaptacions estaven relacionades amb un tipus de vida excavador (figura 12.35):
la boca es va anar situant més cap al front
l’anus es va anar situant cap a l’extrem oposat de la boca.
Utilitat per als geòlegs
Són rars a les roques del Paleozoic i es van fent més comuns a les del Mesozoic. S’utilitzen com a fòssils guia a les roques del Cretaci.
12.35
Corals
Són animals que pertanyen al fílum dels cnidaris, que també inclou les hidres i les anèmones. Tots aquests animals tenen una estructura corporal molt senzilla i consisteixen en un ’sac’ on entren els nutrients, amb una boca-anus envoltada de tentacles a un extrem.
El cos tou de l’animal s’anomena pòlip i secreta CaCO3 amb el qual forma un exoesquelet tubular que el protegeix i el fixa al fons del mar.
Algunes espècies de coral són colonials i els pòlips viuen tots sobre un gran exoesquelet ramificat comú, formant grans masses conegudes amb el nom d’esculls coral·lins. Els corals solitaris viuen com a animals individuals i poden viure en ambients més freds i a més profunditat que els colonials.
Utilitat per als geòlegs
Les masses de corals colonials (els esculls) es proporcionen informació molt útil de l’ambient que allà hi havia. Com que els corals colonials actuals només poden viure en aigües càlides, no molt profundes (menys de 20 m), ben oxigenades (acció de les ones) i clares (lluny de les desembocadures dels rius), s’assumeix que els antics vivien en les mateixes condicions.
12.36 i 38
Vertebrats fòssils
Encara que els vertebrats representen tan sols una petita part del fòssils d’animals, és interessant de veure la seva evolució a través de:
peixos amfibis rèptils mamífers i aus
Peixos
El primer peix conegut va aparèixer a l’Ordovicià. No està clar a partir de quines criatures van evolucionar, però els seus avantpassats eren, probablement, similars a l’amfiox, un organisme que existeix actualment i que, encara que no té un cap i unes extremitats pròpiament dites, ja té una estructura similar a una ’columna vertebral’.
Els peixos primitius tenien boques succionadores sense mandíbules (agnats) però els mancaven extremitats i aletes. Devien viure al fons, on buscaven l’aliment i, per alguna raó (protecció?) els seus caps estaven coberts per plaques òssies.
Al començament del Silurià, els peixos sense extremitats van començar a ser substituïts per d’altres organismes més complexos, els placoderms. Aquests tenien ja dents i aletes, i eren millors nedadors, encara que també tenien el cap cobert per pesants plaques òssies. Van desaparèixer al Carbonífer.
Durant el Devonià les estructures dels peixos havien continuat evolucionant fins a semblar-se a les dels peixos actuals. Hi van aparèixer dos grans grups, als quals pertanyen tots els peixos actuals:
1.Formes amb un esquelet lleuger format per cartílag en comptes d’os. Els taurons i les rajades pertanyen a aquest grup. Com que el cartílag fossilitza malament, les restes fòssils inclouen principalment dents.
2.Formes amb un esquelet ossi ben desenvolupat i un sac intern anomenat natatòria. Hi pertanyen la majoria dels peixos actuals.
12.39, 40
Amfibis
Els amfibis (com les granotes) poden viure a terra ferma i dins l’aigua. La sortida de l’aigua cap a ambients terrestres va ser el pas més important a l’evolució dels vertebrats, i van ser necessàries dues adaptacions principals: extremitats per a desplaçar-se i un sistema pulmonar per a respirar l’aire.
La figura 12.41 mostra els dos tipus d’aletes que poden presentar els peixos ossis, amb i sense ossos interns. La majoria dels peixos actuals les tenen del primer tipus, però les aletes amb ossos interns eren molt comuns a les espècies del Devonià. És fàcil de veure com van poder evolucionar fins a originar les extremitats articulades dels vertebrats terrestres. Els peixos pulmonats actuals tenen aletes d’aquest tipus i són capaços de ’respirar’ aire.
Els amfibis van aparèixer a finals del Devonià, més o menys al mateix temps que les primeres plantes terrestres. L’aparició d’aquestes va ser molt important, ja que la seva activitat fotosintètica va incrementar la quantitat d’oxigen a l’atmosfera.
Els amfibis fòssils millor coneguts són els del Carbonífer superior, alguns de mides superiors a les dels amfibis actuals. Sembla que les condicions ambientals càlides i humides els van afavorir.
Rèptils
A diferència dels amfibis, els rèptils tenen el cos cobert per una pell més dura que no ha d’estar sempre humida i, a més, ponen ous protegits per una closca. Aquestes adaptacions els van permetre independitzar-se de l’aigua i viure a d’altres ambients, als quals els amfibis no podien accedir.
12.42
Els primers rèptils van aparèixer al final del Carbonífer. Durant el Permià es van anar fent més abundants i al Mesozoic eren tan abundants que sovint ens referim a aquesta era com l’’edat dels rèptils’.
Els rèptils mesozoics millor coneguts són els dinosaures. N’hi havia de diferents tipus:
Alguns, com el Triceratops i el Stegosaurus eren herbívors i estaven protegits per armadures òssies.
El Brachiosaurus i el Diplodocus eren els animals terrestres més grans (de fins a 60 tones i 27 m de llarg). Eren també herbívors i vivien en zones pantanoses.
El Tyrannosaurus tenia uns 7 m d’alçada, tenia una dentadura molt ben desenvolupada i era depredador.
El Pleiosaurus i l’Ichthyosaurus es van adaptar a la vida a l’aigua, on nedaven activament, mentre que d’altres com el Pterosaurus van conquistar l’aire.
No tots els dinosaures eren gegants; alguns eren petits com les gallines actuals. També és possible que no tots fossin de sang freda. De vegades es diu que van ’dominar la terra’ i, de fet, ho van fer durant 150 milions d’anys. Durant el Triàsic un grup va evolucionar per a produir els primers mamífers.
Encara que algunes espècies com els cocodrils han sobreviscut fins a l’actualitat, la majoria dels rèptils mesozoics van extingir-se al final del Cretaci. Hi ha moltes teories per a explicar aquesta gran extinció. Una de les més defensades suggereix que va ser causada per un canvi climàtic global degut a l’increment de pols a l’atmosfera per l’impacte d’un meteorit sobre la Terra.
Aus
Les aus són probablement els organismes més propers als dinosaures. De fet, molts dinosaures tenen un esquelet molt similar al de les aus actuals. Els fòssils d’Achaeopterys, del Juràssic, ens mostren un organisme amb dents, plomes i una cua amb vèrtebres, de manera que sembla ser mig au mig rèptil volador. Estudiar la història evolutiva de les aus és molt difícil, ja que la quantitat de fòssils és molt petita.
Mamífers
Certes característiques els van conferir avantatges davant els rèptils:
sang calenta, de manera que poden regular la seva temperatura corporal i sobreviure tant a l’equador com als pols;
desenvolupament de la descendència protegida dins la mare.
Sembla estrany que després dels seus orígens al Triàsic triguessin tant de temps en fer-se abundants, de fet fins al Terciari, uns 130 milions d’anys després. Presumiblement, va ser necessari que la majoria dels rèptils s’extingissin abans.
De totes formes, a partir del Terciari es van anar estenent i diversificant, de manera que el Terciari es pot considerar com l’’edat dels mamífers’. Actualment viuen en ambients molt diferents: alguns són nedadors, d’altres voladors, herbívors, carnívors, etc.
Homínids
Els homínids són animals del gènere Homo. Les primeres evidències deriven d’uns mamífers semblants a esquirols que van viure fa uns 60 milions d’anys. Aquests van originar diferents formes semblants als simis actuals que es van estendre i evolucionar entre fa 50 i 25 milions d’anys. Llavors va aparèixer el Dryopithecus. La figura 12.45 il·lustra l’evolució de la línia de l’home des de llavors. Observa-la i fixa’t en aquests punts:
Aparició del bipedisme.
Increment de la capacitat cranial.
Increment del pes i la mida del cos.
Modificacions a la dentadura i a l’estructura de les extremitats que permeten un canvi en la dieta, incrementant la proporció de carn.
12.46
Plantes fòssils
Les plantes deriven de les algues, i aquestes de formes unicel·lulars que van aparèixer als oceans fa uns 3.000 milions d’anys. No va ser fins al Silurià, fa uns 400 milions d’anys, que les plantes van conquistar la terra ferma.
L’evolució de les plantes terrestres va ser tan llarga perquè calien moltes adaptacions. Al mar, les algues prenen la llum, el diòxid de carboni i els nutrients directament de l’aigua, que també els serveix de suport. Però sobre la terra, les plantes necessiten absorbir activament els nutrients i l’aigua del sòl, i necessiten també un sistema de tija i branques que aguanti les fulles i les presenti a la llum. Les plantes terrestres també necessiten un sistema vascular que connecti les diferents parts i permeti que els nutrients hi circulin.
Les primeres plantes vasculars van ser formes primitives reptants del Silurià que van anar evolucionant molt ràpidament durant el Devonià. Les formes que es van anar diversificant es van fer molt abundants al Carbonífer superior, i van originar grans boscos que són l’origen dels actuals dipòsits de carbó.
La majoria de les plantes del Carbonífer es reproduïen per espores (com les falgueres actuals), però moltes van desaparèixer durant el Mesozoic, substituïdes per les plantes productores de llavors. El pas següent va ser l’aparició de les plantes amb flors, que es van anar fent dominants durant el Terciari i que inclouen la majoria de les plantes actuals.
Utilitat per als geòlegs
El carbó és es resultat de l’acumulació de restes de plantes terrestres. A banda de la formació de carbó (en les condicions especials comentades a la pàgina 75), els fòssils de plantes són rars. Si trobes el fòssil d’una planta, pots concloure que la roca que el conté es va formar o bé en una zona d’aigües somes (llac, pantà) o bé al mar, però molt a prop de la costa.
Les plantes fòssils són molt difícils de classificar. Generalment només se’n troben petits fragments: una fulla, un tros d’arrel o d’escorça, llavors, ... que podrien pertànyer a moltes espècies. Una part important dels estudis es fa amb els grans de pol·len, que són molt característics i fossilitzen molt bé, ja que estan recoberts per estructures molt dures.
12.47
Fòssils: treball pràctic
Per tal d’aprendre realment com són els fòssils no n’hi ha prou amb veure dibuixos o fotografies. Has de veure exemplars reals en tres dimensions i observar-los detingudament per tal d’extreure’n tota la informació que puguis. Les millors col·leccions de fòssils són als museus, de manera que si tens l’oportunitat seria bo que hi anessis.
Quan tinguis una mostra real, hauries de ser capaç de fer el següent:
Identificar-la: això no vol dir que hagis de dir l’espècie, però hauries de poder dir el grup al qual pertany.
Reconèixer i anomenar les seves parts i característiques.
Interpretar algun tret: per exemple, podries dir quan o en quin ambient va viure?
La manera ideal de recollir el teu treball és fer-ne un dibuix a escala. Això no és tan difícil com sembla i fins i tot els pitjors dibuixants ho poden fer. Com veus a la figura 12.49, el mètode bàsic és mesurar la mostra i dibuixar un contorn amb les seves dimensions. Pots ajustar la mida del dibuix fent el doble, la meitat, etc. de totes les mides. Quan tinguis el contorn ben fet, pots afegir-hi els trets més importants a l’interior. Finalment, no oblidis posar una línia amb l’escala.
El més important no és que el teu dibuix sigui artístic, sinó que reflecteixi les característiques que són importants.
12.49
Referències: